Le grand relevé de planètes de SPIRou : découvrir les mondes habitables les plus proches

Le grand relevé de planètes de SPIRou va débuter sous peu. Ce programme, qui s’étendra sur plusieurs années au Télescope Canada-France-Hawaii, permettra de détecter des planètes en orbite autour de cent étoiles naines rouges près du Soleil. Une équipe menée par l’étudiant au doctorat Ryan Cloutier a fait une étude statistique détaillée afin d’estimer le nombre et les caractéristiques des planètes qui seront découvertes grâce à ce relevé.  Bonne nouvelle! On s’attend à découvrir cinq à quinze planètes de masse similaire à la Terre dans la zone tempérée de leur étoile, dont quelques unes pourront être étudiées en détail grâce à la prochaine génération de grands télescopes au sol. 

SPIRou arrive au sommet du Mauna Kea, au Télescope Canada-France-Hawaii le 24 janvier 2018. Crédit : Z.Challita – IRAP/OMP.

SPIRou : un spectrographe spécialisé dans la détection de petites planètes

On estime qu’il y a environ quatre fois plus de petites étoiles froides, dites « naines rouges », que d’étoiles comme le Soleil dans notre région de la Galaxie. D’après les plus récents relevés statistiques, ces étoiles sont aussi celles qui possèdent le plus de petites planètes : au moins une sur quatre possèderait une planète similaire à la Terre.

Afin de découvrir les exoplanètes terrestres qui se trouvent dans la région tempérée autour des naines rouges les plus proches du Soleil, plusieurs spectrographes de haute précision ont été conçus pour fonctionner dans le proche infrarouge, le domaine de longueurs d’onde où ces étoiles sont les plus lumineuses. Ces instruments exploitent la technique de vélocimétrie, qui consiste à détecter la variation de vitesse d’une étoile due à la présence d’une ou plusieurs planètes en orbite autour d’elle. Un de ces instruments est le spectropolarimètre SPIRou, qui vient d’être installé au Télescope Canada-France-Hawaii. Cet instrument est capable de mesurer des variations de seulement 1 m/s de la vitesse des étoiles, soit moins de 5 km/h! Cette précision est suffisante pour détecter des planètes similaires à la Terre.

Représentation artistique d’une planète similaire à la Terre en orbite autour d’une autre étoile que le Soleil. Crédit: NASA Ames/SETI Institute/JPL-Caltech.

Le relevé de planètes de SPIRou : à la recherche des mondes habitables les plus proches!

Le grand relevé de planètes de SPIRou (SPIRou Legacy Survey-Planet Search; SLS-PS) vise à détecter des planètes autour de 100 étoiles de petite taille qui se trouvent à moins de 36 années-lumière de la Terre, dans le ciel de l’hémisphère nord. Ryan Cloutier et son équipe ont mené une étude statistique afin de déterminer le nombre de planètes qu’on s’attend à trouver grâce à ce relevé. Leur analyse tient compte de la fréquence des planètes connues autour des petites étoiles, ainsi que du niveau d’activité stellaire. Ce dernier aspect est important à considérer, car l’activité magnétique d’une étoile, qu’on sait importante pour les naines rouges, entrave la détection de planètes. 

Les résultats de Cloutier et de son équipe permettent d’être optimistes : autour de ces 100 étoiles, le relevé permettra de trouver entre 70 et 115 planètes. Encore plus excitant, on s’attend à ce que 5 à 15 de ces planètes soient « similaires à la Terre », ce que les auteurs de l’étude définissent comme des planètes ayant une masse comprise entre une et cinq fois celle de la Terre, et qui se trouvent dans la zone tempérée autour de leur étoile.

Et la suite?

Afin de réellement déterminer si une planète est similaire à la Terre, il est essentiel d’étudier son atmosphère. Une méthode pour ce faire est la technique d’imagerie haut contraste. Cette technique a permis d’étudier l’atmosphère de plusieurs dizaines de planètes géantes gazeuses à ce jour. Des imageurs haut contraste très puissants seront installés sur les nouveaux télescopes de grande taille au sol qui seront en opération dans les années 2020-2030. Ces derniers pourront sonder l’atmosphère de plus petites planètes. L’équipe de Cloutier a calculé que d’après les performances attendues pour ces instruments, au moins deux et jusqu’à dix planètes de masse similaire à la Terre qui se trouvent en zone tempérée trouvées par SPIRou pourront être étudiées de plus près. 

Plus d’information

L’article « Predictions of Planet Detections with Near-infrared Radial Velocities in the Upcoming SPIRou Legacy Survey-planet Search » est publié dans l’édition de février 2018 de The Astronomical Journal. L’équipe, menée par Ryan Cloutier (iREx, UofT), inclut aussi Étienne Artigau (iREx, UdeM), Xavier Delfosse (Université Grenoble Alpes), Lison Malo (iREx, UdeM, CFHT), Claire Moutou (CFHT, Université Aix-Marseille), René Doyon (iREx, UdeM), Jean-Francois Donati (Université de Toulouse, UPS-OMP, CNRS, IRAP/UMR), Andrew Cumming (McGill, iREx), Xavier Dumusque (Observatoire Astronomique de l’Université de Genève), Élodie Hébrard (York University), et Kristen Menou (UofT).

Contact
Ryan Cloutier
Institut de recherche sur les exoplanètes, Université de Montréal, Université de Toronto
cloutier@astro.utoronto.ca
 

Source
Ryan Cloutier
Institut de recherche sur les exoplanètes, Université de Montréal, Université de Toronto
cloutier@astro.utoronto.ca

Marie-Eve Naud
Institut de recherche sur les exoplanètes, Université de Montréal
naud@astro.umontreal.ca

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